En los últimos años hemos escuchado o leído sobre los enormes avances de la medicina y la elucidación del genoma humano, sin embargo, poco sabemos sobre la influencia de estos avances sobre la ciencia de los alimentos.
Y, más importante aún, sobre las tendencias de nuestra alimentación en el futuro. La estrecha relación entre salud y alimentos ha sido reconocida por más de dos mil 500 años. Hipócrates, el filósofo griego y padre de la medicina, postuló el siguiente lema: “Permitan a los alimentos que sean su medicina y la medicina que sea su alimento”. Esta frase corta pero profunda y sustantiva resume la nueva tendencia de los alimentos en este naciente siglo XXI.
El conocimiento de nuestra propensión genética a enfermedades ha despertado el interés por la prevención de las mismas, siendo la dieta el factor más importante. Según la Asociación Americana del Cáncer de Estados Unidos, se estima que el 70% de los casos de cáncer son debidos a la alimentación. Además, se sabe que son tres las principales enfermedades que causan la mayoría de las muertes en el mundo moderno: las enfermedades cardiovasculares, el cáncer y la diabetes. Los efectos devastadores de estas enfermedades pueden ser prevenidos o atenuados mediante una buena selección de los alimentos que conforman la dieta con el consecuente cambio en los hábitos alimenticios. Por otro lado, sabemos que los avances de la medicina continúan extendiendo las expectativas de vida de manera constante, y se proyecta alcanzar un promedio de 87 años de vida en los próximos años para los habitantes de los países desarrollados.
Se estima que para el 2030 la población geriátrica o mayor de 65 años se duplicará con respecto al presente. Estos cambios han inducido la necesidad de diseñar alimentos para una población que envejece y que en general está cada vez más preocupada por la salud y la calidad de vida. En la industria de alimentos todos estos aspectos han generado una revolución que ha cambiado y continuará cambiando lo que comeremos en el futuro. Estos alimentos han sido denominados por la industria como alimentos funcionales o nutracéuticos, y han sido definidos como “cualquier alimento o ingrediente del mismo que proporcione un beneficio probado a la salud humana”.
Debido a este gran cambio en el “diseño de alimentos”, en el futuro no será extraño caminar por los pasillos del supermercado y comprar un bote de nieve o helado que prevenga el cáncer de seno o el de próstata. Tampoco será extraño encontrar productos aún más a la medida, como alimentos diseñados especialmente para protegernos de una propensión genética a problemas cardíacos que nos ha sido diagnosticada a través de mutaciones en nuestro ADN, o comprar alimentos modificados genéticamente que contengan altas cantidades de nutracéuticos naturales. Estas tendencias, aunque parezcan futuristas, son una realidad muy cercana. Sin embargo, para llegar a este punto se ha realizado y se está realizando investigación científica que permite separar a la ciencia y al conocimiento científico verdadero de los mitos y estrategias de mercadotecnia.
Nutracéuticos en el Tecnológico de Monterrey
La identificación de compuestos de interés para la prevención y el tratamiento terapéutico de enfermedades como diabetes, colesterolemia y cáncer debe ser una prioridad para nuestra industria alimentaria y científicos dedicados a la fitoquímica, medicina y biotecnología de alimentos. Por esta razón el Campus Monterrey, a través de las Cátedras de Investigación, ha apoyado a un grupo de investigadores multidisciplinarios para que se realice investigación básica y práctica en el rubro de alimentos nutracéuticos. Se están realizando esfuerzos por identificar, seleccionar, aislar y probar compuestos químicos nutracéuticos de alimentos típicos mexicanos y producidos por procesos de fermentación.
Actualmente se trabaja con maíces azul y de alta calidad proteica, frijol negro, semilla de ébano, amaranto, diversas frutas y hortalizas, productos herbales (jamaica, xempasuchil), proteínas y colorantes obtenidos por producción biotecnológica y hasta productos de panificación y de origen animal enriquecidos con ácidos grasos nutracéuticos. El objetivo final es diseñar procesos biotecnológicos que puedan aislar compuestos de interés previamente probados por expertos en medicina y tecnología de alimentos. La identificación y el desarrollo de procesos biotecnológicos basados en investigación para la obtención de estos productos puede colocar al Tecnológico de Monterrey a la vanguardia y la eventual explotación económica-comercial de estos productos y procesos y favorecer a corto y largo plazo la salud y la calidad de vida de los mexicanos.
Clasificación general de los nutracéuticos
La relación entre dieta y enfermedad no es algo nuevo por lo que es importante resaltar el lugar que ocupan los futuristas alimentos nutracéuticos. Desde los albores del siglo XX ya conocemos la necesidad de ingerir macro-nutrientes como las proteínas, carbohidratos y grasas, así como micro-nutrientes, en donde se incluyen a las vitaminas y minerales esenciales. Sabemos que las deficiencias de estos nutrientes producen síndromes de malnutrición y deficiencias vitamínicas muy conocidas.
Los nutracéuticos no son nutrientes asociados con deficiencias en la dieta, sin embargo, son compuestos cuyo consumo ha sido asociado con la prevención y el tratamiento de enfermedades. En algunos casos la evidencia científica sobre los beneficios en la salud humana es tan sólida y reconocida por la comunidad científica internacional que los compuestos han sido avalados por agencias regulatorias gubernamentales como la Administración de Alimentos y Drogas (FDA, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos.
Como ejemplos de este tipo de compuestos están la fibra dietética insoluble y soluble, calcio, ácido fólico, fitoesteroles, proteína de soya, sorbitol, etcétera. En algunos casos los compuestos son utilizados como aditivos de alimentos y son, por lo tanto, agregados en productos que inicialmente no los contenían. Por ejemplo, la proteína de soya purificada puede ser adicionada a malteadas o productos de panificación con el propósito de proveer un alimento terapéutico para el control del colesterol (Riaz, 1999). Así mismo, el azúcar sorbitol purificado puede adicionarse a la goma de mascar para prevenir las caries dentales.
En otros casos la fuente de nutracéuticos es consumida pura como puede ser el caso de la avena, que es rica en fibra soluble, o los cacahuates y nueces, que son ricos en fitoesteroles, que previenen enfermedades cardiovasculares. El ácido fólico ha adquirido mucha importancia debido a que su deficiencia causa abortos y defectos en fetos y niños, tales como el cierre del tubo neural, anacefalias e hidrocefalias. Además se le ha relacionado con el desarrollo cerebral así como en la prevención de enfermedades cardiovasculares.
Con el objetivo de aportar un panorama global de los ingredientes nutracéuticos que están siendo utilizados, o están en proceso de desarrollo, éstos se pueden clasificar de acuerdo con las propiedades de actividad biológica que presentan, lo cual está directamente relacionado con su estructura química. Es común escuchar información sobre el consumo de antioxidantes este grupo de nutracéuticos encabezan la clasificación pero, qué son los antioxidantes? En general, los seres humanos estamos expuestos a un gran número de “agentes oxidantes” como la contaminación, el estrés, humo del cigarro, entre otros. Además, nuestro cuerpo produce los denominados radicales libres, que pueden causar la oxidación de membranas y daño al ADN desencadenando una serie de reacciones no deseables que conocemos comúnmente como cáncer, problemas cardiovasculares y envejecimiento. Los antioxidantes son compuestos que por su estructura química pueden frenar la formación de radicales libres y prevenir o tratar las enfermedades antes mencionadas y que son causadas por el estrés oxidativo.
Los Antioxidantes
Dentro de los antioxidantes destacan del grupo los compuestos fenólicos, una familia grande de nutracéuticos que posee propiedades de beneficio en la salud que van desde la inhibición de la propagación del cáncer, prevención de aterioesclerosis, embolias, inflamaciones, ataques cardíacos, entre otras. Para cuantificar la capacidad antioxidante de los alimentos, recientemente se desarrolló la prueba ORAC (de las siglas en inglés Oxygen Radical Absorbing Capacity). Los alimentos con mayor ORAC son la ciruela-pasa, pasas de uva, zarzamoras, arándalo y ajo. Los antioxidantes han recibido atención a través de la evidencia científica existente sobre el beneficio del consumo moderado del vino tinto, debido a su alto contenido de antocianinas y procianidinas, compuestos que ejercen protección al sistema cardiovascular. Además de la uva, estos compuestos se encuentran también en la flor de jamaica, fresas, maíz morado, y la mayoría de las frutas rojas. Dentro de esta misma familia de compuestos también tenemos a los flavonoides, que han sido asociados con la prevención de cáncer de colon, mismos que pueden encontrarse en los cítricos, frutas amarillas y especias, entre otras fuentes.
Otro importante grupo de antioxidantes son los carotenos, que son también conocidos como fuentes de vitamina A y colorantes naturales. Entre los carotenos más importantes destaca la luteína que está siendo adicionada a cereales de desayuno y suplementos nutrimentales con el propósito de prevenir la degradación macular, una de las principales causas de ceguera asociada con la edad (Fullmer and Shao, 2001). Así mismo, el licopeno y las xantófilas están sustituyendo a los colorantes artificiales en pastas de tomate, jugos y productos cárnicos con el propósito de prevenir ciertos tipos de cáncer. Hoy en día, los licopenos se consideran como uno de los compuestos con más reconocida capacidad anticancerígena de próstata. Interesantemente, el procesamiento térmico de los alimentos incrementa significativamente la bioactividad de los licopenos. Las fuentes ricas de carotenos son la zanahoria, chile, tomate, maíz amarillo y algunas flores. También los carototenos se pueden producir biotecnológicamente mediante el cultivo de microrganismos que expresan altas cantidades de estos antioxidantes.
Recientemente, mediante ingenería genética se desarrolló al denominado arroz dorado o rico en B carotenos, con el objetivo de abatir la ceguera endémica en las zonas subdesarrolladas del continente Asiático (Nash, 2000). Investigadores suizos lograron introducir al genoma del arroz genes productores de beta caroteno o provitamina A procedentes de una flor. Los genes se introdujeron mediante el uso de Erwinia uredovora. Los genes productores de B carotenos y promotores fueron insertados en plásmidos que ocurren dentro de la bacteria Agrobacterium tumefaciens que fueron cultivados in vitro junto con embriones de este cereal. Las plantas transgénicas resultantes se cruzaron mediante fitomejoramiento tradicional con arroces altamente productores y adaptados a diferentes regiones para de esta manera obtener un arroz con alto contenido de provitamina A. El consumo de este arroz puede potencialmente beneficiar a cuando menos un millón de niños que mueren anualmente por debilidad y carencia de vitamina A y a 350 mil más que desarrollan ceguera permanente. Existen tres vitaminas que poseen actividad antioxidante: A, E y C. La vitamina A o retinol es considerada la vitamina liposoluble más importante en salud humana. El cuerpo humano tiene la capacidad de transformar a una mólecula de B caroteno en dos unidades de retinol. Está demostrado científicamente que la ingesta de este nutriente previene la ceguera nocturna y permanente, cáncer y enfermedades cardiovasculares y, adicionalmente, refuerza al sistema inmunológico.
La vitamina E o tocoferoles son potentes antioxidantes liposolubles que protegen la integridad de las membranas celulares. Se encuentran asociados a fuentes de origen vegetal ricos en aceite. Desafortunadamente, los aceites comerciales pierden a estos importantes compuestos durante su refinación por lo que solamente el aceite de oliva virgen o sin refinar contiene cantidades importantes de este compuesto. El ácido ascórbico o vitamina C es conocido por su acción anticancerígena y reforzadora del sistema inmunológico (resfriados e infecciones). El requerimiento diario de vitamina C se ha fijado en 60 mg (aproximadamente el contenido de una naranja), sin embargo, los niveles en que el compuesto ejerce su función protectora ante el estrés oxidativo son superiores a los 500 mg diarios.
Uno de los compuestos anticancerígenos más efectivos es el selenio (Se)-metionina obtenido a través del cultivo de una levadura que incorpora este importante mineral a la proteína. Es por esta razón que se le denomina “Se orgánico”. El Se es fundamental para producir una de las enzimas protectoras antioxidantes más importante de los mamíferos: la glutatione peroxidasa. Una de las grandes ventajas del Se-metionina es que no es tóxico como su contraparte inorgánica (Rayman, 2000). Clark y colaboradores (1996) demostraron que la suplementación de 200 µg de Se-metionina redujo en aproximadamente 50% la incidencia de cánceres de pulmón, próstata y colon. Adicionalmente el Se-metionina previene enfermedades cardiovasculares, refuerza el sistema inmunológico y retrasa el avance de enfermedades virosas como el Sida. En el mercado de Estados Unidos el Se-metionina se puede adquirir a través de suplementos o de alimentos enriquecidos con este importante antioxidante. La suplementación de Se-metionina en la dieta de gallinas ponedoras, puercos y bovinos propician que estas especies domésticas produzcan huevos, carne y leche enriquecidos con este importante nutracéutico. Los compuestos fibrosos son una de las categorías de nutracéuticos con mayor relevancia en las dietas del mundo moderno. El consumo de fibra dietética insoluble y soluble presente en granos integrales, hortalizas y frutas mejoran la función gastrointestinal y previenen la constipación, hemorroides, diverticulosis y cáncer de colon. La fibra soluble presente en nopales, avena y algunas algas marinas previenen la diabetes y enfermedades cardiovasculares. Algunos tipos de compuestos químicos extraídos de las fibras solubles como la inulina también poseen probados efectos terapéuticos para diabéticos e hipercolesterolémicos.
Las Grasas
El papel de las grasas y su consumo es quizás lo que más controversia ha causado en la alimentación del hombre moderno debido a su clara y probada relación con la obesidad, colesterolemia, diabetes y esperanza de vida. El consumo de aceites ricos en ácidos grasos omega 3 y poli-insaturados de cadena larga previenen la hipercolesterolemia y las enfermedades cardiovasculares. Algunos ácidos grasos de cadena larga, como el DHA (ácido docasahexaenoico) y EPA (ácido eicosapentaenoico), encontrados sólo en aceites de pescado o de algunas algas, forman parte de las membranas celulares y, por lo tanto, afectan el desarrollo cerebral en bebés y niños y la función cerebral en adultos. Igualmente, el consumo de fosfolípidos donde destaca la lecitina, ayuda a mantener la integridad de las membranas celulares y previene la hipercolesterolemia.
Alimentos Probióticos
Una categoría de alimentos funcionales de mucha relevancia es la de los denominados alimentos probióticos que son definidos como aquellos que contienen microorganismos vivos y tienen algún beneficio en la salud debido a que proveen un equilibrio en la flora intestinal. Estos productos contienen bacterias de los géneros Bifidobacterium y/o Lactobacillus o levaduras del género Saccharomyces. Los más utilizados son, sin lugar a dudas, las bacterias formadoras de ácido láctico (Tomasik and Tomasik, 2003). Los probióticos tienen una variedad de efectos positivos en la salud como son la prevención de diversos cánceres del tracto gastrointestinal, de nieveles altos de colesterol sanguíneo y, por lo tanto, tienen probados efectos en contra de los infartos al corazón y embolias cerebrales. Estos microorganismos son antagonistas de la gran mayoría de las bacterias patógenas que causan severos problemas intestinales como diarreas y vómitos. Los microorganismos para que se les considere probióticos deben resistir su paso a través del pH acídico del estómago y su posterior contacto con las sales biliares, deben adherirse a las células epiteliales del intestino, deben colonizar y estabilizar a la microflora intestinal.
Lacteos
Dentro de los cuatro distintos grupos de alimentos, los productos lácteos son los que tienen la mayor cantidad de probióticos. Hoy en día es relativamente fácil encontrar yogurts, leches fermentadas o acedas y algunos quesos con probióticos en el mercado. Los fitoestrógenos o isoflavonas son encontrados principalmente en el frijol soya. Estos compuestos tienen la capacidad de ligarse a receptores de hormonas y afectar las rutas metabólicas de propagación de cánceres hormono-dependientes como el de mama y próstata. Adicionalmente, se utilizan actualmente para tratar o atenuar el síndrome posmenopáusico en mujeres maduras caracterizado por la presentación de bochornos, cambios de humor y descalcificación de huesos. Además de los alimentos e ingredientes nutracéuticos que están avalados por agencias gubernamentales, existe un gran número de compuestos con potencial nutracéutico y que están siendo actualmente estudiados alrededor del mundo. Dentro de éstos se encuentran la colina, los fitoesteroles, la saponina y el inositol. México, debido a su alta biodiversidad y gran gama de alimentos autóctonos o tradicionales, puede ser un importante proveedor de nuevos alimentos nutracéuticos. Los conquistadores españoles al llegar a Mesoamérica se encontraron con una gran variedad de nuevos alimentos (diferentes tipos de maíz, amaranto, aguacate, zapote, hierbas medicinales, etcétera); algunos fueron gradualmente incorporados a sus dietas de tal manera que hoy se consideran como alimentos universales. Sin embargo, muchos productos típicos son todavía desconocidos y únicamente explotados por diversos grupos étnicos del país por lo que representan una oportunidad importante como nuevas fuentes de aditivos nutracéuticos.
